SU999607A2 - Шлакообразующа смесь - Google Patents

Abstract

ШЛАКООБРАЗУННЦАЯ СМЕСЬ по авт.св. Н 922160, отличающа с  тем, что, с целью повышени  извлечени  активных составл ющих никелевого расплава и устранени  насыщени  металла железом при разливке сложнолегированньк сталей, смесь дополнительно содержит закись никел  при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: 22-30 Силикокальций 18-25 Железна  руда Кальцинированна  2-8 сода 1-5 Окись хрома 2-15 Закись никел  1-10 Хлористый натрий Плавиковый шпат Остальное (Л с

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к. разливке слож олегированных никелевых сплавов и может быть использовано дл  защиты зеркала м талла при разливке в изложницы. Изобретение  вл етс  дополнительным к авт.св. № 922160. При разливке металла в изложницы эта смесь обеспечивает повышение извлечени  активных составл ющих расплава и улучшение качества слитков . Однако примен ть указанную шлакообразующую смесь дл  отливки слитков сложнолегированных никелевых сплавов с регламентированным в узких пределах содержанием железа нецелесообразно из-за угара алюмини , тита на, хрома и других активных компонен тов металлического расплава и насыще ни  металла железом при разливке в . изложницы через слой жидкого ишака, который наводитс  в изложнице при расплавлении твердой шлакообразующей смеси. Это приводит к неравномерному распределению содержани  легирующих и примесей по высоте слитка, нестабильности свойств металла и увеличению отбраковки металлопродукции при ее передаче. Целью изобретени   вл етс  повышение извлечени  активных составл ющих никелевого расплава и устранени насыщени  металла железом при разливке сложнолегированных сталей. Дл  этого предлагаема  шлакообра зующа  смесь дополнительно содержит закись никел  при следующем соотношен1ш ингредиентов, мас.%: Сршикокапьций 22-30 Железна  руда 18-25 Кальцинированна  сода 2-8 Окись хрома1-5 Закись никел  2-15 Хлористый натрий 1-10 Плавиковый шпат Остальное Положительный эффект от введени  в состав шлакообразующей смеси заки никел  в количестве. 2-15% заключает в устранении неконтролируемого восстановлени  железа из железной руды и перехода железа из шлака в металл что  вл етс  неприемлемым при разливке сложнолегированных сплавов с регламентированным в узких пределах содержанием железа. Исключение восстановлени  железа и насыщение им металла достигаетс  за счет восстановлени  никел  из закиси никел  и перехода никел  в металл, поскольку закись никел   вл етс  термодинамически менее устойчивым окислом, чем окислы железа. Снижение содержани  закиси никел  менее 2% приводит к нзконтролируемому переходу железа в металл из железной руды, а повышение содержани  закиси никел  более 15% приводит к окисленгао активных составл ющих металлического расплава (алюмини , титана, хрома) к некоторому повьш1ению содержани  железа в металле, а таклсе к спеканию твердой шлакообразующей смеси в изложнице. Физические свойства сплавов твердых шлакообразующих смесей, приведенных в табл. 1, изучают на высокотем--. пературпом микроскопе, а в зкость шлаков - на вибрационном в зкозиметре . Изобретение ршлюстрируетс  составами 1цл.акообразующих смесей, которые приведены в табл. 1. Химический состав компонентов стандартных образцов смесей удовлетвор ет требовани м соответствующих ГОСТ и ТУ, а железна  руда Криворожского месторождени  содержит по весу - 84,5%; SiO 13,1%; (MnO + + S + Р -)- AlgOj + CaO + MgO) - остальное . смесь приготавливают путем перемешивани  высушенных и измельченных до однородного состо  ш  компонентов фракции 0,05-0,3 мм. Сравнение свойств смесей показывает , что введение в состав известной шлакообразующей смеси закиси никел  в количестве 2-15% уменьшает нижний -и верхний пределы температур плавлени  смеси до 760-830°С по сравнению с составами без закиси никел , дл  которых эти пределы равны 800-840 С; уменьшаетс  максимальное врем  плавлени  смесей с 17 с до 15 с, при этом в зкость образующихс  шлаков в интервале температур 1350-1550 С не превышала 1 пз. Твердые смеси четырех составов, соответствующих нижнему, двум средним и верхнему пределам по содержанию ингредиентов в за вл  емой смеси опробованы дл  наведени  шлака в изложнице при отливке слитков из никельхромового сплава ЭЙ 435. Сплав разливают сверху в круглые изложницы 0 600 иг с прибыльной надставкой. Шлаковую смесь в количестве- 4 кг/т сплава в бумажном пакете помещают на дно изложницы, после чего разливают металл. Разливку металла и охлаждение всех слитков провод т по обычной технологии. Далее слитки об дирают на тпкарном станке до полног удалени  поверхностных дефектов. Взвешиванием слитков до и после обдирки определ ют расход металла, переведенного в. стружку. Макрострук туру слитков изучают на продольных темплетах. Распределение легирующих элементов в слитках определ ют хими ческим методом в пробках, отобранны с поверхности слитков из головной, хвостовой частей слитка. Сравнение результатов по отливке слитков под слоем шлака провод т с результатами разливки металла по существующей на предпри тии технологии - без исполь зовани  пшакообразующих смесей. Результаты опробовани  вшакообразующих смесей четырех составов при отливке слитков сплава ЭЙ 435 в изложницы представлены в табл. 2,3. Шлакообразующа  смесь расплавл етс  в изложнице при разливке металла , и на поверхности металлического расплава образуетс  легкоплавкий жидкоподвижньй шлак, который предохран ет зеркало металла от окислени  воздухом и способствует получению шлакового гарнисалса между стенками изложницы и слитком. Визуальный осмотр поверхности слитков, отлитых под слоем шлака, показывает удовлетворительное качество поверхности. В этом случае окисные плены, заливины , завороты корки и трещины на поверхности отсутствуют. Однако на высоте 100-250 мм от хвостовой части слитков имеетс  настыль из нерасплавившейс  шлакообразующей смеси. Образование настыпи обусловлено повышенным расходом смеси при отливке слитка. При бтливке слитков со смесью , содержащей 15% закиси никел , высота настылей бьша примерно в 2 ра , 3а больше, чем на слитках, отлитых с меньшим содержанием закипи никел . Это указывает на повьшаение спекаемости твердой шлакообразующей смеси с увеличением содержани  в ней закиси никел . Взвешивание слитков после обдирки показывает, что расход металла в стружку при обдирки слитков, отлитых в изложницах под слоем шлака, снижен 07 в 1,5-2 раза по сравнению со слитками , отлитыми без шлака. Сравнительные макроструктуры слитков этих вариантов разливки указывает, что шлак имеет хорошие теплоизолирующие свойства, о чем свидетельствует полна  локализаци  усадочной раковины в верхней половине прибыльной части слитка, отлитого под слоем шлака. Шлак не смачивают расплавом и не замешивают в тело слитка, что подтверждено контролем макроструктуры слитка. После выгрузки слитков из изложниц твердый шлак легко отслаиваетс  от стенок изложниц. Это облегчает очистку изложниц от шпака. Вли ние шлакообразующих смесей на распределение легирующих элементов по высоте слитков приведено в табл. 4. Анализ содержани  основных легиру ощнх элементов п образцах из готовной (Г), хвостовой (X) частей и середины (С) слитков, отлитых из одной плавки с использованием твердых шлакообразующих смесей четьфех составов в соответствии с табл, 2 н без смесей, показал неравномерное распределение содержани  алюмини , титана, хрома и железа в пробах из указанных слитков. Кроме того,, содержание этих элементов в ковшевой и в слитках отличалось между собой . Это отличие обусловлено различной степень окислени  компонентов никелевого расплава окислител ми, вход щими в состав шлакообразующих смесей и разлшшой восстановимостью железа из жидкого шлака при разливке металла в изложницы. Наилучшие результаты по распределению легирующих элементов, примесей в слитках сплава ЭЙ 435 и выходу годного после обдирки слитков получены при отливке слитков со смесью № 3, применение которой позволило снизить на 52 отн.% расход металла при обдирке поверхности слитков по сравнению с обдирками слитков, отлитых без наведени  шлака в изложнице , и устранить колебание химсостава сплава в ковшевой пробе и по высоте слитка. Экономический эффект от использоани  данной шлакообразующей смеси ри разливке в изложницы никелевых плавов ЭЙ 435 и Х20Н80 составит 39,6 тыс.руб/год.

Таблица 1

22 263030

18 222525

1355

2 815

2588

1 61010

54 30722

Остальное Остальное Осталь- ОстальПлавиковый отат

Таблица 2 ное ное

Вли ние способа разливки сплава ЭЙ 435 на выход годного после обдирки слитков

20

11920 11120 93,3 11885 11145 93,8

20 11910 11230 94,3

20

11870 10990

20 20 11875 10475 88,2

Таблица 3

67,1 62,3 57,1

74,1 117,9

Claims (1)

1. (57j ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ по авт.св. 922160, отличающаяся тем, что,: с целью повышения извлечения активных составляющих никелевого расплава и устранения насыщения металла железом при разливке сложнолегированных сталей, смесь дополнительно содержит закись никеля/ при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

   Силикокальций 22-30 Железная руда 18-25 Кальцинированная сода 2-8 Окись хрома 1-5 Закись никеля 2-15 Хлористый натрий 1-10 · Плавиковый шпат Остальное

   сл с